この問題の、2枚目の解説の写真の右側の上から8行目の、2つの小球は重心を中心とした等速円運動すると言えるのがなぜなのかよくわかりません。教えてください。

次の文章を読んで, に適した式または数値を,{}からは適切なも のを一つ選びその番号を,それぞれの解答欄に記入せよ。また,問1では,指示にし たがって, 解答を解答欄に記入せよ。 ただし, 円周率をπ, 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 図1(a)のような自然長Lで質量が無視できるばねの一端に,質量Mで大きさ が無視できる小球を取り付けた。 このばねのばね定数はんである。 一体となった ばねと小球を,なめらかな水平平面上に置き, 小球が付いていない方のばねの端 を,水平平面上の点0に固定した。 ばねは点0のまわりを自由に回転できる。 水平平面上で, 小球を点0のまわりで, ある一定の角速度 ω (ω> 0) 等速 円運動させたとき, ばねは伸びて, 図1(b) のように点0から小球までの距離が ア Rであった。 ばねの復元力により小球には点0の方向へ大きさ イ がかかっている。 また小球には点0から遠ざかる方向へ大きさ 心力がかかっている。 反対の方向へ働くこれらの力の大きさは,いずれも点 0 から小球までの距離に依存する。 すなわち, 角速度が ω の場合に,両者の大き さが等しくなる点0から小球までの距離がRであり,それはk, M, L, ω を用 いて ウ と表される。 の力 の遠 問1 図1(b)の小球が等速円運動を行うための条件を導出し, 角速度w (w> 0)の 範囲で示せ。

この問題がどうして4番じゃないのか教えてください。2番が答えです。

第3問 次の文章を読み, 後の問い (問1~4)に答えよ。(配点 24 ) 水平な天板をもつ机の上に置いたスタンドを用いて, ばねばかりと十分に細い円 筒形のガラス管をそれぞれ鉛直に固定する。 ばねばかりの下端に軽い糸の一端を取 り付け糸をガラス管の中に通し、糸の他端に質量の小球を取り付けて糸を鉛 直に保ったところ, 糸はガラス管に接触せず,糸はガラス管の中心軸に一致して鉛 直となった。この装置を用いて小球の運動に関する実験を行う。 小球に水平方向の 初速度を与えたところ, 小球の運動は同一水平面内における等速円運動となった。 この状態を状態Aとして図1に示す。 図1の円形の破線は小球の軌跡を表す。 小 球の等速円運動の中心を点0, ガラス管の下端を点P とすると, ガラス管は十分 に細く、状態Aにおけるガラス管内の糸は鉛直であり, 点と点P は同一鉛直線 上にあると考えることができる。 ガラス管の下端は丸みを帯びておりなめらかで, ガラス管の下端と糸の間の摩擦, ガラス管の内側と糸の間の摩擦はいずれも無視で きるものとする。 また, 小球はつねに机の天板より下方にあり, 小球の大きさ, 糸 の質量および空気抵抗の影響は無視できるものとする。 問1 状態 A における小球について、 鉛直な線分PO, 小球の軌跡 点0と小球 を結ぶ線分をいずれも破線で表し, 小球が回転する向きを一点鎖線の矢印で表 長さが力の大きさを正しく表しているとは限らない。 すとき, 静止している観測者から見た小球に作用する力を実線の矢印で表した 図として最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし、矢印の 15 ① 0 糸 糸 0. 回転する向き 回転する向き 回転する向き ④ ばねばかり スタンド 糸 机 「ガラス管 図 P 糸 小球 0⚫ m 1 0. 回転する向き 回転する向き

慣性力なしで考える場合垂直抗力で物体は加速して動いているという考え方であっていますか？

P. Jo 37 * 傾角 8 のなめらかな斜面をもつ三角柱 が水平面の上にのせてある。 三角柱の斜面 の上に質量mの小物体Pをのせ、Pに糸 を結びつけ糸の他端を斜面の頂点に固定し た。 重力加速度をg とする。 す」(m) (1) 三角柱が水平面上で静止しているとき、糸の張力T を求めよ。 ま た,Pが斜面から受ける垂直抗力 N を求めよ。 (2)三角柱を左方に適当な加速度で動かすと,Pは斜面に対して静止し ていて糸の張力が0になる。 その加速度の大きさαを求めよ。 また, そのときの垂直抗力 N を求めよ。 人の車 (3) 三角柱を右方に適当な加速度で動かすと,Pが受ける垂直抗力が 0 になる。その加速度の大きさβを求めよ。 また, そのときの糸の張 力を求めよ。 (4)(3)の状態で糸を切ると,Pは斜面に沿って滑り出す。 P が斜面上を 距離だけ滑り降りたとき, 斜面に対するPの速さはいくらか。 (玉川大+大阪電通大)

解説をお願いします🙇‍♀️ 答えは（1）S＝m（g＋a） （2）t＝√2h/g＋a

159 慣性力 リフトの中に質量mの小球が,天井から軽い糸 でつるされている。 このリフトを上向きの加速度αで上昇させた。 リフトの床から小球までの高さをん, 重力加速度の大きさをgとす る。 X (1) 糸が小球を引く力の大きさSを,m, g, a を用いて表せ。 X (2) 糸が突然切れたとする。 糸が切れてから,小球がリフトの床に 当たるまでの時間tを,g, ahを用いて表せ。 例題 34 a m

(5)がどうして床から見た台の速さではなく台から見た速さを使っているのかわかりません。 （6）はエネルギー保存を使うと違う答えになりました。どうして使ってはいけないのでしょうか。 （1/2kd^2-μmgl＝0としてlについて解きました。）

【2024年 福岡大】 3 図のように, 段差がつけられているなめらかで P 水平な床 A-A' と B- B' がある。 床B-B'上には,床 A の段差と同じ高さで,質量 3mの直方体の台が,段差 A' 台 B B' のある面 A'-Bに接して置かれている。 また,床A-A'上には, ばね定数kのばねがあり,そ の一端をAの位置にある壁に固定してある。質量mの小物体Pをばねに押しあてて, ばねを自 然長から dだけ縮めた状態で静かに放した。 P はばねが自然長に戻ったときにばねから離れ, 床上をすべり A' を越えて台上に乗り移った。 Pが台上を動き出すと同時に台もB-B'上を動き 出し, やがて,P と台は一体となって運動した。 Pと台の上面との間の動摩擦係数をμ,重力加 速度の大きさを g,図の水平方向の右向きを正として,以下の問いに答えよ。 (1) A'での P の速さ Vはいくらか。 d, k, m を用いて表せ。 以下では,Pが台上に乗り移ってから台に対して静止するまでの間について考える。 (2)床に対するPの加速度はいくらか。 μg を用いて表せ。 (3) 床に対する台の加速度はいくらか。 μとg を用いて表せ。 (4) 台に対するPの加速度はいくらか。 μg を用いて表せ。 (5)Pが台上に乗り移ってから台に対して静止するまでの時間はいくらか。 μ,g,および A'で のPの速さVを用いて表せ。 (6)台上をすべった距離はいくらか。 μ,g, および A'でのPの速さ Vを用いて表せ。 (7) P が台に対して静止したときの台の速さはいくらか。 A'でのPの速さ Vを用いて表せ。 (8)P と台の上面との間の摩擦によって失われた力学的エネルギーはいくらか。 dとんを用いて 表せ。

（1）の問題ではxy共に力のつり合い、（2）の問題ではxは運動方程式でyは力のつり合いで解いているのですが、疑問がいくつかあります。 1.（1）の問題で運動方程式を使ったら最後の答えの分子の符号がプラスではなくマイナスになってしまいました。（mαcosθ=mgcosθ-μ... Read More

チェック問題 1 台の加速度が既知のとき 傾角0の粗い斜面をもつ台が右 向きの加速度 αで動いている。 台 の上から見て,質量mの物体を静 かに置いた。 斜面と物体との静止 摩擦係数をμ,動摩擦係数をμ' とする。 標準 8分 m 0 0200 DR Apie (1) もし物体が斜面をすべり下りる直前とすると,このときの μを求めよ。 ただし,g cos > asin0 とする。 (2)もし, 物体が斜面をすべり下りたとすると, 物体の台に対 する加速度の大きさαはいくらになるか。

この実験で鉄球は加速度と逆向きに移動するのにコルクは同じ方向に動くのでしょうか。

A 実験 10 慣性力 UNK 映像 機器の破損 に注意 20 糸の両端にゴム栓と鉄球を固定し,水の 入ったフラスコに鉄球を入れてゴム栓でふ たをする (◎)。 同様に,鉄球のかわりにコ ルクを固定し, こちらはフラスコを逆さま にする (⑥)。 これらのフラスコを手に持ち、 加速しながら動かしてみよう。 (a) b 02.01 コルク ・鉄球 25 25 |考察| 水 くだろうか? 右向きに加速させたとき, 鉄球とコルクのついた糸はそれぞれどちら向きに傾 ア. 右向き イ. 左向き ウ. 傾かない

3)おもりにかかる力は向心力のみなんですか？ F＝sinθなのがよくわからないです。 遠心力や張力は考慮しないんですか？

216 Chapter 8 円運動 問8-4 問8-4 角速度で回転する円板に、 支柱を取りつける。 質量mのおもりに糸をつけ、支 君の原点に結びつけたところ順交性と来は角度をなして停止した。おもり の中心の距離をとし、以下の問いに答えよただし重力加速度の大きさをまと (1)糸の張力の大きさを,m, g, eを使って表せ。 (2) 遠心力を考慮し、物体にはたらく水平方向の力のつり合いの式を立てよ。 (3) おもりの円運動の運動方程式を立てよ。 さて、遠心力の考えかたを身につけるべく問題を解いていきましょう。 (2),(3)が大事な問題ですから、しっかり理解してくださいね。 解きかた (1) m.g.8で表すので、鉛直方向に注目しましょう。 糸の張力の大きさをSとおくと、おもりにはたらく鉛直方向の力のつり 合いより Scos0=mg w → 鉛直方向の力のつり合いを考えて Scos=mg mg S= cos mg S= cos o (2) (3) 8-4 心か 円板が m 回るんだね S Scos 0 0: Img 80 (2) 「遠心力を考慮し」とあるので、おもりに観測者を乗せて考えます。 観測者は円運動することになるので 回転の中心に向かって加速度 a=rw2で運動しているということです。 観測者からするとおもりには慣性力ma=mrw2が回転の外向きにはた らいて見えます。 また、おもりには糸の張力がはたらくので、力のつり合いより Ssin0=mrw2 sine (1)の結果より Ssin0=mg =mgtane cose よってmgtan0=mrw2 おもりにはたらく向心力はSsin で,角速度 4. 半径rの円運動をするので Ssing=mrw² mgtan0=mrw² 舎 ... (2)と(3)を比べると同じ式になりましたね。 遠心力は円運動の慣性力です。 しっくりこない人はChapter7 を復習して、理解を深めておきましょう。 遠心力(=ma Ssin 0 Omro S sin mrw a=rw2 おもりは回転の中心に向心力 同心カ おもりの上に観測者を乗せて 考えると,F=mrw2 の遠心力 を上図のように受けるので 力のつり合いより Ssin=mrw² mg cos B mg tan 0=mrw² どちらも結果の式は 同じだが、考えかたが 違うんじゃ Ssin を受ける。 円運動の 運動方程式より Ssin0=mrw wwww www F ma 2 mgtan6=mrw2 ここまでやったら 別冊 P. 40~

エについてです 答えはあっていましたが、イマイチすっきりしないです。 どうしてこのように言えるのか詳しく教えて欲しいです 出来れば、図解があるとありがたいです🙇‍♀️

物理 問3 次の文章中の空欄 ウ . I それぞれの直後の{ }内の数値のい ずれかが入る。入れる数値を表す記号の組合せとして最も適当なものを,後の ① ~⑨のうちから一つ選べ。 3 国際宇宙ステーションは半径が 6.4 × 10℃ km の地球の上空およそ400kmの 高さで地球の周りをほぼ等速で回っている。 重力は万有引力のみで表せて地球 の自転の影響が無視できるとすると, 国際宇宙ステーションの軌道上の地表に 対する加速度は地球の中心向きであり,その大きさは地表での重力加速度の大 (a) 0.001 E きさのおよそ ウ (b) 0.06 倍である。 (c) 0.9 地球に固定された座標系が慣性系とすると,国際宇宙ステーションの中で無 重量状態にある物体が受ける慣性力の大きさは,この物体が地表で受ける重力 (d) 0.001 のおよそ I (e) 0.06 倍で地球の中心から遠ざかる向きである。 (f) 0.9 ウ H ① (a) (a) ②a ② ③ (a) ④6 ⑤ ⑥ ⑦ ⑥ (b) (b) (b) (c) (c) (d) (e) (f) (d) _(e) (f) (d) (e) (f) 08.0 02.0 GMm 400km 6.4.10→68m² 68 64 16 5/6 17 (1) = 17 119 17 256 289 0.9 289/286 289

次の問題で青いところはどの様にして求めたのでしょうか？解説お願いします🙇‍♂️

234. 加速度運動と単振り子 解答 cos0倍 指 針 乗り物とともに等加速度直線運動をする観測者には,おもりに 重力、糸の張力, 慣性力がはたらいているように見える。 このとき, 重 力と慣性力の合力が, 見かけの重力のようにはたらく。 見かけの重力加 速度の大きさから, 周期を求める。 解説等加速度直線運動をする乗り物の中で, おもりが静止しているとき, 糸と鉛直線とのなす 角は0であり, おもりが受ける重力と慣性力は, 図のようになる。 これから, 見かけの重力加速度 g'=g 慣性力 mg の大きさ g' は, mg cose cos o り子の長さをLとして, T'=2π この単振り子を振らせたときの周期 T' は, 単振 L g' Lcose =2π₁ g 乗り物が静止しているときの周期 T は, T=2π なので, g T' = =√cose cos0 倍 T